Лучше узнать свой микробиом
Микробиом кишечника, прозванный «вторым мозгом» за влияние на психическое здоровье и поведение, сегодня считается почти самостоятельным органом. Исследования этих микробных сообществ активно растут — от инвестиций Белого дома в $121 млн в Национальную инициативу по изучению микробиома до домашних тест-систем.
Однако новейшая работа Университета Мельбурна показывает, что мы могли бы эффективнее использовать имеющуюся информацию об этой сложной экосистеме из 1,500 триллионов микроорганизмов в нашем теле.
Технологический прогресс в изучении микробиома
Полный микробиом включает все бактерии, грибы и вирусы, живущие внутри и на поверхности тела человека. 25 лет назад знания ограничивались бактериями, которые можно вырастить in vitro (в чашке Петри). С появлением новых методов, таких как изучение ДНК, стало возможным исследовать тысячи организмов параллельно.
Инициативы вроде Human Microbiome Project (2007) и Integrative Human Microbiome Project (2014) позволили изучать взаимосвязь микробных видов со здоровьем и болезнями. Тем не менее, мы лишь в начале понимания того, как микробиом взаимодействует с организмом-хозяином.
Лучший дизайн — лучшие данные
Для надежных исследований микробиома критически важно планирование. Продолжительность жизни бактерии — около 12 часов, что делает микробиом высокодинамичным и чувствительным к любым изменениям среды.
Анализ нескольких наборов данных выявил факторы, влияющие на качество данных:
- Технические: Различия между «секвенирующими прогонами» (sequencing runs) или методами экстракции ДНК.
- Вычислительные: Использование разного программного обеспечения и алгоритмов для обработки данных.
- Биологические: Общая среда (члены одной семьи, мыши в одной клетке), способ рождения (кесарево сечение или естественные роды), диета.
Методологическое исследование с коллегами из Франции подтвердило, что эти факторы существенны. Например, количество определенных бактерий может быть выше в образцах, обработанных в понедельник, по сравнению со вторником.
Роль статистика
Вклад статистиков в эту область важен для максимизации качества результатов в дорогостоящих исследованиях. Они могут:
- Разработать план анализа до эксперимента.
- Выявить возможные мешающие факторы.
- Обучить интерпретации сложных результатов in silico, in vitro или in vivo.
Следующий шаг — разработка нового статистического метода, который сможет напрямую учитывать эти факторы, уменьшая «шум» в анализе и позволяя эффективнее изучать микробы, которые живут в каждом из нас.